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構建新型電力系統 要協(xié)調推進(jìn)儲能發(fā)展
日期：2021-11-24
構建以新能源為主體的新型電力系統的關(guān)鍵在于提升系統的靈活性。儲能作為重要的調節資源，對于促進(jìn)新能源高比例消納、保障電力安全供應和提高電力系統運行效率具有重要作用。應根據各類(lèi)儲能的特點(diǎn)，結合新型電力系統的運行要求，協(xié)調推進(jìn)儲能發(fā)展。
儲能有助于構建綠色、安全、高效的新型電力系統
有助于提高新能源消納水平，實(shí)現綠色低碳發(fā)展。構建新型電力系統的基本內涵是重構能源產(chǎn)供儲銷(xiāo)體系，實(shí)現能源結構由以化石能源為主體向以新能源為主體的轉型升級。與化石能源相比，風(fēng)電、光伏等新能源是“看天吃飯”的不穩定電源，儲能可有效解決新能源出力與用電負荷時(shí)空不匹配的問(wèn)題，實(shí)現新能源充分消納利用。
有助于增強系統靈活性，提高新型電力系統的安全水平。以新能源為主體的新型電力系統呈現明顯的高比例可再生能源接入與高比例電力電子設備應用的“雙高”特性。在碳達峰、碳中和目標約束下，煤電等傳統調節電源發(fā)展規模受限，未來(lái)電力系統的靈活性難以滿(mǎn)足新能源大規模并網(wǎng)的運行要求。充放靈活的儲能不僅可有效提升系統調節能力，還可以為系統提供頻率、電壓支撐，改善電能質(zhì)量，提高新型電力系統的安全穩定水平。
應用場(chǎng)景多元，提高新型電力系統的運行效率。在電源側，儲能可以通過(guò)協(xié)同優(yōu)化運行提高新能源消納水平；在電網(wǎng)側，儲能可以提高電網(wǎng)供電能力，延緩或替代電網(wǎng)投資；在用戶(hù)側，儲能可以與新型電力終端深度融合，形成產(chǎn)銷(xiāo)一體、智慧用能的能源消費新格局，提高系統運行效率。
在不同時(shí)間尺度上發(fā)展不同功能定位的儲能
構建新型電力系統的核心是新能源成為主體電源后如何實(shí)現和保障不同時(shí)間尺度上的電力電量平衡，其關(guān)鍵在于統籌發(fā)展不同功能定位的儲能。
電化學(xué)儲能具有精準控制、快速響應、布局靈活的特點(diǎn)，持續放電時(shí)間為分鐘至小時(shí)級，充放電轉換相對靈活，可快速吸收、釋放功率，能夠有效支撐節點(diǎn)電壓、平抑系統頻率波動(dòng)，將不穩定的新能源出力轉化為穩定可靠的電力供應，適用于超短周期(毫秒至秒級)和短周期(分鐘至小時(shí)級)調頻調壓場(chǎng)景。電化學(xué)儲能主要解決新能源波動(dòng)性問(wèn)題，在頻率控制、改善電能質(zhì)量、可再生能源消納等方面發(fā)揮重要作用。
抽水蓄能具有大規模能量吞吐能力，放電時(shí)間為小時(shí)級及以上，具有長(cháng)時(shí)間尺度(日內和多日)的電網(wǎng)調峰及電力平衡能力。抽水蓄能主要解決新能源間歇性問(wèn)題，在提升系統調峰能力、系統安全性和特殊天氣場(chǎng)景下電力供應保障能力等方面作用明顯。
氫能具備清潔和長(cháng)周期儲能優(yōu)勢，可解決風(fēng)電、光伏等可再生能源不穩定和低能量密度問(wèn)題，實(shí)現高比例可再生能源的中長(cháng)期(季節)供需平衡。目前，氫能技術(shù)在電-氫轉換、氫能輸送和存儲等方面還有待提高，隨著(zhù)電-氫轉換技術(shù)的進(jìn)步和成本降低，氫能有望在新能源大規模長(cháng)周期存儲方面發(fā)揮重要作用。
結合新型電力系統的特點(diǎn) 協(xié)調推動(dòng)儲能發(fā)展
集中式和分布式儲能相結合發(fā)展。新能源發(fā)展呈現出集中式與分布式并舉的態(tài)勢，新型電力系統的網(wǎng)架結構將向“主干網(wǎng)架+中小型電網(wǎng)及微型電網(wǎng)”柔性互聯(lián)形態(tài)發(fā)展。與此相適應，應推動(dòng)集中式和分布式儲能相結合發(fā)展。集中式儲能包括抽水蓄能、大容量?jì)δ茈娬镜?。抽水蓄能適合長(cháng)時(shí)間尺度電網(wǎng)調峰及電力平衡場(chǎng)景，可統一在電網(wǎng)側配置；大容量?jì)δ茈娬究稍诩惺叫履茉窗l(fā)電基地適當配置，實(shí)現儲能系統與新能源、電網(wǎng)的協(xié)調優(yōu)化運行。分布式儲能包括小型儲能、電動(dòng)汽車(chē)等，可推動(dòng)建設小區、樓宇、家庭應用場(chǎng)景下的分布式儲能設備，實(shí)現儲能設備的混合配置、高效管理、友好并網(wǎng)，促進(jìn)新能源就地就近消納利用。
電儲能與其他各類(lèi)儲能相結合發(fā)展。柔性開(kāi)放是新型電力系統的顯著(zhù)特征，新型電力系統將實(shí)現多元化源荷開(kāi)放接入。在此背景下，應推動(dòng)電儲能與各類(lèi)儲能相結合發(fā)展。在發(fā)電側，大力推進(jìn)新能源場(chǎng)站配置新型儲能，研究推廣光熱發(fā)電儲能；在電網(wǎng)側，加快抽水蓄能電站建設，推進(jìn)電網(wǎng)側新型儲能合理布局；在用戶(hù)側，推動(dòng)新型儲能多元化發(fā)展，研究?jì)﹄娕c儲熱、儲冷、儲氫等各類(lèi)型儲能相結合發(fā)展，實(shí)現在新能源高效利用目標下，以電能為核心的多能源生產(chǎn)和消費的匹配。
以數字化技術(shù)推動(dòng)儲能與新能源協(xié)同運行。數字化技術(shù)是支撐構建新型電力系統的關(guān)鍵技術(shù)。依托云計算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能以及先進(jìn)傳感測量、通信信息、控制技術(shù)等現代化技術(shù)，實(shí)現“源網(wǎng)荷儲”之間的高效交互，提升新型電力系統靈活性。在此背景下，可利用物聯(lián)網(wǎng)和區塊鏈等數字化技術(shù)，聚合用戶(hù)側儲能、電動(dòng)汽車(chē)等海量可調節資源，實(shí)現“新能源+儲能”“新能源+電動(dòng)汽車(chē)”協(xié)調運行，促進(jìn)新能源大規模并網(wǎng)和消納。
(作者楊再敏為南網(wǎng)能源院新能源研究所副所長(cháng)、孫思揚為南網(wǎng)能源院新能源研究所主管)
